预应力钢绞线用防锈液

第３３卷　第４期　金　属　制　品　２００７年８月　Ｖｏ１．３３　Ｎｏ．４　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ａｕｇｕｓｔ　２００７　预应力钢绞线用防锈液　杨宝坤　边自春　（天津市津博发金属制品有限公司３００１１０）　（天津市春鹏预应力钢绞线有限公司３０１６０９）　朱龙　（天津市钢线钢缆集团有限公司３００２０３）　摘要介绍钢丝常用的７种防锈剂的防锈特点，通过对钢绞线发生锈蚀的原因及工艺过程分析，研制出工作温　度在２５０～３００℃，ｐＨ值在７．５—８，以多膦酸、羟酸、羧酸为主剂，水溶性苯并型的药剂为添加辅剂的防锈液。　关键词预应力钢绞线；锈蚀；防锈液　中图分类号ＴＧ１７４．４２　Ａｎｔｉｒｕｓｔ　Ｌｉｑｕｉｄ　ｆｏｒ　ＰＣ　Ｓｔｒａｎｄｅｄ　Ｗｉｒｅ　Ｙａｎｇ　Ｂａｏｋｕｎ　Ｂｉａｎ　Ｚｉｃｈｕｎ　（　口　ｎ西　Ｑ　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｉｒｅ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．３００１　１０）　（死口　ｎ　Ｃｈｕｎｐｅｎｇ　ＰＣ　Ｓｔｒａｎｄｅｄ　ｉＷｒｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．３０１６０９）　Ｚｈｕ　Ｌｏｎｇ　（死口　ｎ　Ｓｔｅｅｌ　Ｗｉｒｅ　ａｎｄ　Ｃａｂｌｅ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．３００２０３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ　ａｎｔｉｒｕｓｔ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｓｅｖｅｎ　ａｎｔｉｍｓｔ　ｉｎ　ｃｏｍｍｏｎ　ｕｓｅ　ｆｏｒ　ｓｔｅｅｌ　ｗｉｒｅ．Ｔｈｅ　ａｎｔｉｒｕｓｔ　ｌｉｑｕｉｄ　ｔｈａｔ　ｔａｋｅｓ　ｐｏｌｙ・ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ　ａｃｉｄ，ｈｙｄｒｏｘｙｌ　ａｃｉｄ　ａｎｄ　ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ　ａｃｉｄ　ａｓ　ｍａｉｎ　ａｇｅｎｔ，ｔａｋｅｓ　ｗａｔｅｒ—ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ＭＢＴ　ａｎｄ　ＢＴＡ　ｍｅｄｉｃａｍｅｎｔ　ａｓ　ａｕｘｉｌｉａｒｙ　ａｄｄｉｔｉｖｅ　ｉｓ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ａｎｄ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ，ｗｈｏｓｅ　ｗｏｒｋ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ａｔ　２５０—３００￣（２，ｐＨ　ｖａｌｕｅ　ｉｓ　７．５～８．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　ＰＣ　ｓｔｒａｎｄｅｄ　ｗｉｒｅ；ｒｕｓｔ；ａｎｔｉｕｒｓｔ　ｌｉｑｕｉｄ　预应力钢绞线在生产、储存、运输过程中都有可　量控制也很关键，如水量偏少会影响钢绞线的伸直　能发生锈蚀，轻度锈蚀的预应力钢绞线表面出现浮　性，水量过大钢绞线内存有未蒸发的水分，钢绞线在　锈，该锈蚀只影响外观而不影响产品质量和售价；中　收线大盘上如不及时成卷就会在钢绞线表层产生浮　度锈蚀的预应力钢绞线表面有死锈出现，不能擦去　锈；受地理环境影响，有的地区空气湿度大，也是容易　锈层，虽不影响产品的质量但要影响钢绞线产品的　造成钢绞线锈蚀的原因；有些出口货物，在长时间的　外观及售价；重度锈蚀的预应力钢绞线表面的死锈　运输过程中，受海洋气候的影响，更容易锈蚀。　已向纵深发展形成点蚀，影响产品的力学性能甚至　钢绞线表层的金属在水、空气等条件下发生电化　使产品报废，企业将遭受一定的经济损失。采取有　学腐蚀反应：Ｆｅ一２ｅ＿Ｆｅ“；０２＋２Ｈ２０＋４ｅ一＿　效措施对钢绞线进行防锈保护十分必要。　４０Ｈ一；Ｆｅ　＋２０Ｈ一＿Ｆｅ（ＯＨ）２；４Ｆｅ（ｏＨ）２＋２Ｈ２０＋　０：　Ｆｅ（ＯＨ）。。要让钢绞线表面不发生氧化反应，　１预应力钢绞线产生锈蚀的因素　就必须采取有效措施阻止电化学反应的发生，较为可　预应力钢绞线经过线材酸洗、拉丝、合股、中频　行的方法就是在循环冷却水中加入防锈液。　回火、水冷却、收线、成卷、包装人库等工序完成成品　制作。合股后的钢绞线表层呈黑色，回火后的钢绞　２预应力钢绞线防锈液的研制　线表层呈黑亮色或蓝色，经水冷后也呈黑亮色或蓝　２．１　预应力钢绞线对防锈液的要求　色。生产、储运过程产生锈蚀的主要因素有：制作预　在预应力钢绞线的生产过程中，钢丝合股后要　应力钢绞线的线材经酸洗工序时，一旦中和、清洗不　在一定张力下经中频炉回火后再经循环水冷却。防　彻底，在线材表面或多或少残留下微酸性物质，直到　锈液是放在循环水中，让含有防锈液的循环水与钢　成品也一直保留；预应力钢绞线水冷却工序的冷水　绞线进行接触完成防锈反应。防锈液要满足以下条　维普资讯 http://www.cqvip.com 第４期　杨宝坤等：预应力钢绞线用防锈液　・２７・　件：经３８０　０Ｃ中频炉回火的钢绞线出炉数秒后用循　环水冷却，含有防锈液的冷却水是在２５０～３００　０Ｃ的　温度条件下作用于钢绞线的，应具备较宽的温度使　用范围且能耐较高的温度；经中频炉回火后的钢绞　线温度约３００　０Ｃ，与其初始接触的部分防锈液要分　解，所以防锈液必须无毒且环保；防锈液应呈弱碱　性，使冷却水的ｐＨ值在７．５～８，以中和钢绞线上残　存的微酸性物质；钢绞线与防锈液作用后的颜色必　须是钢绞线金属本色，不影响钢绞线与混凝土的结　合力，以免引起用户异议；防锈液使用时操作简便。　２．２常用防锈剂的特点　钢绞线的锈蚀主要是金属表面与微酸物、水、　ＣＯ　，ＳＯ　，Ｏ　等物质接触所致，把钢绞线表面金属与　引发锈蚀的物质隔绝就可达到防锈的目的。常用来　制作防锈液的防锈剂有７个类型。（１）铬酸盐类防　锈剂是一种氧化性防锈剂，铬酸盐能使钢铁表面生　成一层连续而致密的含有＾ｙ—Ｆｅ　Ｏ，和Ｃｒ　Ｏ　的钝　化膜。在循环水系统中，单独使用铬酸盐对铁、铜、　锌、铝及合金都有良好的保护作用，但毒性大，易被　还原而失效。（２）钼酸盐与铬酸盐一样，也是阳极　型或氧化膜型防锈剂，它在铁阳极上生成一层具有　保护膜作用的络合物。钼酸盐对碳钢、铜和铝均有　防锈作用，尤其是和其他药剂共用可大大地抑制点　蚀的发生。使用钼酸盐作防锈剂剂量较大，成本较　高。（３）最常用的锌盐防锈剂是硫酸锌，锌盐是一　种阴极型缓蚀剂，它比较安全，成本低，常与其他防　锈剂联合使用，能快速生成保护膜，但对水生物有毒　性，因此，环保部门对锌盐的排放有严格规定。（４）　磷酸盐是一种阳极缓蚀剂，没有毒性，但它易与水中　的钙离子生成磷酸钙垢，因此，常和对磷酸钙垢有抑　制能力的共聚物联合使用。（５）聚磷酸盐是使用最　广泛的防锈剂之一，常用的有三聚磷酸钠和六偏磷　酸钠。要注意的是单独使用时，浓度不足反而促进　腐蚀。为提高缓蚀效果，聚磷酸盐通常与锌盐、有机　磷酸盐等配合使用。聚磷酸盐缓蚀效果较好，成本　低，除缓蚀作用外，还兼有阻垢作用，但对铜及铜合　金有腐蚀，钢绞线设备使用也不安全。（６）有机多　元膦酸、羟酸、羧酸化学稳定性好，能耐较高温度，与　ｃａ“，Ｍｇ　，ｃｕ　，Ｆｅ¨等金属离子反应形成络合　物，抑制钙垢、镁垢形成，它们不易水解、无毒，但有　不便储存的问题。（７）ＭＢＴ（巯基苯并噻唑）和ＢＴＡ　（苯并三唑）是阳极型缓蚀剂，能在铜的表面形成多　层防护膜，使铜的表面不发生氧化还原反应，起防蚀　作用，对铝、铸铁、锌等金属材料也有同样的防蚀作　用。但ＭＢＴ对氯很敏感，易被氧化而破坏，ＢＴＡ虽　能耐氯的氧化，但价格较高。　２．３预应力钢绞线用防锈液的选择　基于预应力钢绞线用防锈液的要求，结合常用　防锈剂特点，选择合适的防锈材料、添加剂材料及良　好的制备工艺，使研制的防锈液适合预应力钢绞线　的使用。　２．３．１防锈液主剂的选择　钢绞线用防锈液的基本材料决定着防锈液的稳　定性、耐高温性、与金属表面结合方式及防锈性能。　经综合平衡选择了化学稳定性好、能耐较高温度，水　溶性好的多膦酸、羟酸、羧酸作为防锈液的主剂，并　将多膦酸、羟酸、羧酸进行复配，使它们能与金属表　面的作用更紧密，同时能与ｃａ¨，Ｍｇ　，ｃｕ¨，Ｆｅ¨　等金属离子络合形成络合物而抑制水垢的生成。　２．３．２防锈液辅剂的选择　经试验与对比，筛选出水溶性苯并型的药剂做　添加辅剂，苯并型药剂在铜表面形成多层防护膜，使　铜表面不起氧化还原反应，能对钢绞线生产设备中　的中频设备起到防蚀作用。苯并型的药剂与其他药　剂复配在碳素钢表面有协同的防蚀作用，能在金属　表面吸附成膜，使主剂与金属表面结合更牢固。　３预应力钢绞线用防锈液的使用　将防锈液加入冷却水循环系统中，无论采用天　然水、地表水或地下水，都能解决预应力钢绞线在生　产、运输、储存等环节出现的锈蚀问题。另外，防锈　液的应用也控制了水垢的形成，延长设备使用寿命。　经天津市津博发金属制品有限公司、天津市春鹏预　应力钢绞线有限公司使用，一致认为该防锈液加药　简便，防锈效果显著，有效地提升了预应力钢绞线产　品的质量。　（收稿日期：２００７—０７—０５）　作者简介　杨宝坤１９５１年生，天津市津博发金属制品有限公司高级　工程师。　边自春１９５７年生，天津市春鹏预应力钢绞线有限公司总　经理。　朱龙１９４０年生，教授级高级工程师，天津钢线钢缆集团　有限公司总工程师。